DE1590516C

DE1590516C - Impulse electromagnet with energy storage and damping device for actuating electrical switches by means of force pulses of longer duration

Info

Publication number: DE1590516C
Authority: DE
Inventors: Hans 7530 Pforzheim Boestel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Publication date: 1971-10-28

Description

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Die Erfindung betrifft einen Stromstoßelektro- aus einem Kolben und einem Zylinder bestehende magnet mit Kraftspeicherung und Dämpfungsvor- Dämpfungspumpe aufweisen (vgl. deutsche ■ Patentrichtung zur Betätigung von elektrischen Schaltern schrift 898 172).
mittels Kraftimpulsen längerer Dauer. Nach der Erfindung ist die Aufgabe dagegen inThe invention relates to a current impulse electric magnet consisting of a piston and a cylinder with energy storage and damping pre-damping pump (cf. German patent direction for the actuation of electrical switches written 898 172).
by means of force impulses of longer duration. According to the invention, however, the task is in

Gegenüber Elektromagneten für Dauerbetrieb 5 der Weise gelöst, daß ein die Schaltkraft aufnehmenwerden Stromstoßmagnete seit langem überall da der Übertragungsbügel über einen zwischengeschalangewendet, wo momentane Kräfte benötigt werden. teten, im ausgeschalteten Zustand nicht speichern-Infolge der kurzen Zeit des sie belastenden Strom- den Kraftspeicher mit dem Anker des Elektrostoßes können Stromstoßmagnete weitaus höher be- magneten verbunden ist, daß der Anker in seiner lastet werden als Elektromagnete für Dauerbetrieb. io durch die Erregung bedingten Endstellung durch ein Sie fallen deswegen für die gleiche Zugkraft viel Verriegelungsglied gehalten ist, das entsperrbar ist kleiner aus und sind billiger. . mittels eines Entsperrungsgliedes, das in formschlüs-Released in relation to electromagnets for continuous operation 5 in such a way that one will receive the switching force Impulse magnets have long been used everywhere because the transfer bracket is used via an intermediate shell, where momentary forces are needed. not save when switched off - as a result the short time of the stressful electricity - the energy store with the anchor of the electric shock Impulse magnets can be connected to a much higher magnet that the armature is in its are loaded as electromagnets for continuous operation. io end position caused by the excitation by a You therefore fall for the same tensile force much locking member is held that can be unlocked smaller and cheaper. . by means of an unlocking element, which is

Einen Stromstoßmagnet klein und billig zu bauen siger Verbindung mit dem Übeftragungsbügel und ist technisch infolge zeitlich begrenzten Spitzen- einer seine Bewegung in Richtung auf das Verriegestromes nur möglich, wenn seine Arbeitszeit ent- 15 lungsglied verlangsamenden Dämpfung, durch die sprechend kurz ist. Für langsame und gedämpfte Kraft des Kraftspeichers in Richtung auf die Ver-Bewegungsvorgänge, die längere Zeit benötigen, wie riegelung des Ankers bewegbar ausgebildet ist.
sie z. B. bei Bewegung größerer Massen zur Ver- Der Gegenstand nach den Ansprüchen ist an Hand minderung großer Beschleunigungskräfte erforder- der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel in lieh sind, sind die bekannten Stromstoßmagneten 20 stark vereinfachter und schematischer Form darnicht anwendbar. stellt, näher erläutert. Es zeigtA current impulse magnet small and cheap to build siger connection with the transfer bracket and is technically only possible due to the time-limited peak a movement in the direction of the locking current if its working time is decelerating attenuation, due to the speaking short. For slow and dampened force of the energy store in the direction of the Ver-movement processes that require a longer time, such as locking of the armature is designed to be movable.
she z. The subject matter according to the claims is based on the drawing, which is an exemplary embodiment in borrowed, the known impulse magnets 20, in a greatly simplified and schematic form, cannot be used. provides, explained in more detail. It shows

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fig. 1 die Anordnung bei Beginn des Stromstoßes, Stromstoßelektromagnet mit Kraftspeicherung und F i g. 2 und 3 weitere Phasen des Bewegungs-Dämpfungsvorrichtung so auszubilden, daß er elek- ablaufes,
irische Schalter betätigen kann, die für ihre Betäti- 25 Fig. 4 eine Einzelheit.The object of the invention is to provide a Fig. 1 the arrangement at the beginning of the current surge, current surge electromagnet with force storage and F i g. 2 and 3 further phases of the movement-damping device to be designed in such a way that it
Irish switches can operate, the 25 Fig. 4 a detail for their actuation.

gung einen Kraftimpuls von längerer Dauer be- Durch einen SchalterS (Fig. 1), der aus einergeneration of a force pulse of longer duration by a switch S (Fig. 1), which consists of a

nötigen. Taste, z. B. Drucktaste oder einem Druckknopf be-to necessitate. Button, e.g. B. Pushbutton or a pushbutton

Es ist bekannt, Drucktasten mit Federn zu ver- stehen kann, "kann der Stromkreis Str geschlossenIt is known that pushbuttons with springs can be understood, "the electric circuit Str can be closed

sehen, die (z. B. zum Zwecke der Nachsynchroni- werden, der den Energiespeicher K und die Erreger-see which (e.g. for the purpose of post-synchronization, the energy storage K and the excitation

sierung bei Fernsehempfängern) eine periodische 30 wicklung 3 für die Betätigung des Ankers 2 dessation in television receivers) a periodic 30 winding 3 for the actuation of the armature 2 of the

Hin- und Herbewegung von Abstimmelementen Elektromagneten umfaßt. Der Energiespeicher K Reciprocating movement of tuning elements includes electromagnets. The energy store K

bewirken. So wurden bereits Abstimmeinrichtungen dient zur Abgabe eines Stromstoßes und kann bei-cause. Voting devices have already been used to deliver a current surge and can

mit Drucktasten vorgesehen, bei denen jeder Druck- spielsweise aus einem Kondensator bestehen, derprovided with pushbuttons, in which each pressure consist, for example, of a capacitor, the

taste Gestänge und ein Anschlag zugeordnet sind, sich beim Schließen des Stromkreises plötzlich ent-button Linkage and a stop are assigned, suddenly arise when closing the circuit.

derart, daß beim Drücken einer Taste die Abstimm- 35 lädt. Dieser Kondensator kann seine Ladung übersuch that when a key is pressed, the voting 35 loads. This capacitor can take over its charge

mittel unter gleichzeitigem Spannen eine Feder zu- einen. Schutzwiderstand R aus der Stromversorgungmedium with simultaneous tensioning of a spring. Protective resistor R from the power supply

nächst in die eine Endstellung des Abstimmhubes oder einer sonst geeigneten Potentialquelle U des-next in the one end position of the tuning stroke or another suitable potential source U des-

gebracht, ausgelöst und dann durch die gedrückte jenigen Gerätes erhalten, bei dem der Arbeitsgangbrought, triggered and then received by the pressed those device in which the operation

Taste in den Rücklaufweg der Abstimmittel gebracht durchgeführt werden soll. Er kann aber auch Un-Button is to be carried out brought into the return path of the tuning means. But he can also

wird (deutsche Patentanmeldung S 24576). Hierbei 40 mittelbar vom Netz gespeist werden. Die impüls-(German patent application S 24576). Here 40 are fed indirectly from the network. The impulsive

handelt es sich jedoch um ein kompliziertes Gestänge artige Erregung der Erregerwicklung kann aber auchHowever, it is a complicated linkage-like excitation of the excitation winding can also

nach Art einer Parallelführung mit einer Anzahl von durch elektrische oder mechanische Apparate her-in the manner of a parallel guide with a number of electrical or mechanical devices

Federn, bei denen lediglich ihre normale Druck- vorgerufen werden,Feathers, in which only their normal pressure is produced,

oder Zugwirkung in Wechselwirkung ausgenutzt wird. Das Arbeitsobjekt und der Elektromagnet sind inor pulling action is exploited in interaction. The working object and the electromagnet are in

Auch ist es bekannt, Tastenaggregate von Rund- 45 den F i g. 1 bis 3 lediglich zum besseren Verständfunk- oder Fernsehgeräten mit einem Energiespeicher nis der Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung und dem einzustellenden Organ zu einer Baugruppe als fest montierte Elemente gezeichnet worden,
zu vereinigen und als Energiespeicher eine elektro- Der Elektromagnet besteht aus dem den Kraftfluß mechanische Einheit zu verwenden, die durch eine leitenden Gehäuse 1, dem Anker 2, der Erregerelektromagnetische Einrichtung gespannt werden 50 wicklung 3 und dem Spulenkörper 4. Der Anker 2 kann. Der Aufzug erfolgt hierbei z. B. durch ein ist mit einer Stange 5 starr verbunden, die durch Schrittschaltwerk oder einen Unterbrecher. Mit dem das Nachlaufelement, das im vorliegenden Beispiel Problem der Umwandlung eines einzigen Stromstoßes aus dem Dämpfungskolben 6 mit Konus 7 und Überin eine langsame, gedämpfte Bewegung großer tragungsbügel 8 besteht, in axialer Richtung beweg-Massen hat diese Anordnung jedoch nichts zu tun 55 Hch hindurchragt und einen Kraftspeicher bzw. ein (deutsches Gebrauchsmuster 1 847 047). elastisches Glied in Form einer Spiralfeder 9 trägt.It is also known to use key assemblies from round 45 den F i g. 1 to 3 have only been drawn for better understanding radio or television sets with an energy storage nis the function of the arrangement according to the invention and the organ to be set to an assembly as permanently mounted elements,
to unite and as an energy store an electro- The electromagnet consists of the power flow mechanical unit to be used, which are tensioned by a conductive housing 1, the armature 2, the exciter electromagnetic device 50 winding 3 and the bobbin 4. The armature 2 can. The elevator takes place here z. B. by a is rigidly connected to a rod 5, which by stepping mechanism or a breaker. However, this arrangement has nothing to do with the trailing element, which in the present example is the problem of converting a single current surge from the damping piston 6 with cone 7 and over into a slow, damped movement of large support bracket 8, masses moving in the axial direction and an energy store or a (German utility model 1 847 047). elastic member in the form of a spiral spring 9 carries.

Weiterhin ist es bekannt, zur Verhinderung starker Die Spiralfeder 9 hat in der Ruhelage eine Vorspahmechanischer Beanspruchung der Kontakte oder nung und stützt sich einerseits gegen eine Scheibe Raststellen die Schaltmittel trotz raschen Schaltens 5a am Ende der Stange 5, andererseits gegen die der Schalter verzögert nachlaufen zu lassen. Bei 60 Bodenseite des Übertragungsbügels 8 ab, der zur bekannten Anordnungen geschieht dies z. B. durch Arbeitsübertragung mit der Zugstange 12 des ein beim Umschalten automatisch aufgezogenes Arbeitsobjektes 13 (z. B. Teilen eines Drucktasten-Federwerk (vgl. zum Beispiel deutsches Patent satzes) gelenkig verbunden ist. Das Nachlaufelement 759 913). wird durch die Vorspannung der Spiralfeder 9 aufFurthermore, it is known to prevent strong the spiral spring 9 in the rest position has a Vorspahmechanischer Stress on the contacts or voltage and is supported on the one hand against a disk Latching points the switching means despite rapid switching 5a at the end of the rod 5, on the other hand against the to let the switch run with a delay. At 60 bottom side of the transfer bracket 8, the known arrangements this is done, for. B. by transferring work with the tie rod 12 of the a work object 13 that is automatically drawn up when switching over (e.g. parts of a push-button spring mechanism (See, for example, German patent set) is articulated. The trailing element 759 913). is due to the bias of the spiral spring 9 on

Schließlich ist auch die Verwendung und Anord- 65 die Stirnseite des Ankers 2 gepreßt und bildet eineFinally, the use and arrangement of the end face of the armature 2 is also pressed and forms one

nung von Dämpfungskolben bei Elektromagneten Einheit, die, bei der Bewegung durch den Luftdämp-damping piston in electromagnet units, which, when moving through the air damping

bekannt, bei denen zur Lüftung von Bremsen fungskolben 6 nach beiden Seiten gedämpft, in Ver-known, in which for the ventilation of brakes fungskolben 6 damped on both sides, in Ver

Bremslüftungsmagneten vorgesehen sind, die eine bindung mit dem Zylinder 10 z. B. durch die Zug-Brake release magnets are provided which have a bond with the cylinder 10 z. B. by the train

stange 12 des Arbeitsobjektes bewegt werden kann. An der Stirnseite des Gehäuses 1 liegt eine Verriegelungssperre 11, die aus einem federlosen, sich zur Seite des Nachlaufelementes hin konisch erweiternden Glied besteht und nach Bewegung des Ankers unter Wirkung des magnetischen Feldes den Sperrzustand erreicht.rod 12 of the work object can be moved. A locking device is located on the front of the housing 1 11, which consist of a springless widening conically towards the side of the trailing element Link exists and after movement of the armature under the effect of the magnetic field the blocking state achieved.

Wird der Stromkreis Str geschlossen und die Erregerwicklung 3 impulsförmig kurzzeitig erregt, soIf the circuit Str is closed and the excitation winding 3 is briefly excited in the form of a pulse, so

messer d größer ist als die einem Oval ähnelnde Ringöffnung. Wird der Schalters geschlossen, so bewegt sich der Anker durch die Sperre hindurch bis in seine Endlage (s. auch F i g. 2) und hat, da das 5 Nachlaufelement infolge Dämpfung und Trägheit nicht so schnell nachkommen kann, die Spiralfeder 9 gespreizt. Die Verriegelungssperre 11 ist unter der Wirkung des Magnetfeldes hinter die Stirnwand des Ankers 2 getreten und sperrt diesen in wird der Anker 2 stoßartig in das Feld der Erreger- io seiner Rückbewegung.diameter d is larger than the ring opening resembling an oval. If the switch is closed, the armature moves through the lock to its end position (see also Fig. 2) and, since the trailing element cannot follow up so quickly due to damping and inertia, the spiral spring 9 spreads. The locking lock 11 has stepped behind the end wall of the armature 2 under the action of the magnetic field and locks this in the armature 2 suddenly in the field of the exciter io of its return movement.

wicklung 3 bis zum Anschlag 4a hineingezogen Patentschutz wird nur begehrt jeweilswinding 3 pulled in until it stops 4a Patent protection is only sought in each case

(Fig. 2). Ist der Anker 2 vollständig in die Wick- für die Gesamtheit der Merkmale eines(Fig. 2). The armature 2 is completely in the wick for all of the characteristics of a

lung 3 hineingezogen worden, so schließt sich die Verriegelungssperre 11 unter der Wirkung des Magnetfeldes und legt sich somit vor die rückseitige Fläche des Ankers 2, so daß dieser auch unter der Kraftwirkung der Feder 9 nicht in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann, wenn das Elektromagnetfeld nach Impulsende zusammenbricht. Da der Anker 2 über die Stange 5 und die Spiralfeder 9 mit dem Nachlaufelement 6, 7, 8 gekuppelt ist, wird gleichzeitig eine in Richtung des Ankers 2 wirkende Kraft auf das Nachlaufelement ausgeübt. Infolge der Dämpfungsanordnung (Dämpfungskolben 6 und Zylinder 10) kann das Nachlaufelement jedoch nicht mit derselben Geschwindigkeit nachfolgen, so daß die Feder 9 gespannt wird und die auf sie übertragene Kraft speichert. Unter der Wirkung dieser Kraft folgen die Teile 6, 7, 8 des Nachlaufelements und das Arbeitsobjekt 13, z. B. der Schieber eines Drucktastensatzes zeitlich verzögert dem Anker 2 nach (F i g. 3). Hat im Verlaufe dieser Bewegung die Stirnseite mit Konus 7 des Nachlaufelementes die Verriegelungssperre 11 erreicht, so wird dieser bei der weiteren Vorwärtsbewegung des Nachlaufelementes durch den Konusteil gespreizt. Die Feder 9 ist derartig dimensioniert, daß sie bei Erreichen dieses Zustandes noch nicht vollständig entspannt ist, so daß noch eine ausreichende Kraft gespeichert ist. Da die Verriegelung des Ankers 2 jedoch gelöst ist, kann die Reaktionskraft der Feder 9 zur Wirkung kommen (ist das Arbeitsobjekt 13 ein Schieber eines Drucktastensatzes, so kann er auch in bekannter Weise verriegelt worden sein) und zieht den Anker 2 und das Nachlaufelement wieder in die Ausgangsstellung zurück.ment 3 has been drawn in, the locking lock 11 closes under the action of the magnetic field and thus lies in front of the rear surface of the armature 2, so that this can not return to its original position even under the force of the spring 9 when the electromagnetic field after the end of the pulse collapses. Since the armature 2 is coupled to the follower element 6, 7, 8 via the rod 5 and the spiral spring 9, a force acting in the direction of the armature 2 is exerted on the follower element at the same time. As a result of the damping arrangement (damping piston 6 and cylinder 10), however, the trailing element cannot follow at the same speed, so that the spring 9 is tensioned and stores the force transmitted to it. Under the action of this force, the parts 6, 7, 8 of the follower element and the work object 13, e.g. B. the slide of a push button set with a time delay after the armature 2 (F i g. 3). If in the course of this movement the end face with the cone 7 of the follower element has reached the locking lock 11, this is spread apart by the cone part during the further forward movement of the follower element. The spring 9 is dimensioned such that it is not completely relaxed when this state is reached, so that sufficient force is still stored. Since the locking of the armature 2 is released, however, the reaction force of the spring 9 can take effect (if the work object 13 is a slide of a pushbutton set, it may also have been locked in a known manner) and pulls the armature 2 and the follower element back in the starting position back.

Im Verlauf der Bewegungsabläufe kann das Arbeitsobjekt 13 (Schieber) die gewünschte Schaltfunktion bewirken, wobei durch die erfindungsgemäße Anordnung eine größere Lebensdauer der Tasten und Kontakte gewährleistet ist. In gleicher Weise läßt sich die Anordnung besonders günstig zum Zwecke der Fernbedienung anwenden, da die Leitung Str bzw. Druckknopf S ohne Schwierigkeit an jede gewünschte Stelle gelegt werden kann, ohne daß die mechanischen Teile mit verlegt werden müssen.In the course of the movement sequences, the work object 13 (slide) can effect the desired switching function, the arrangement according to the invention ensuring a longer service life for the buttons and contacts. In the same way, the arrangement can be used particularly favorably for the purpose of remote control, since the line Str or push button S can be placed at any desired point without difficulty, without the mechanical parts also having to be laid.

F i g. 4 a zeigt die Form der Verriegelungssperre 11 im Ruhezustand. Die Sperre stellt einen an zwei gegenüberliegenden Punkten durchschnittenen Ring dar, der aus magnetisch leitendem Material besteht. Der Durchmesser des Ringes entspricht dem Durchmesser des Ankers, so daß dieser durch ihn hindurchfahren kann. Ist der Anker durch ihn hindurchgefahren, so werden die beiden Ringhälften hinter dem Anker unter der Kraftwirkung des Magnetfeldes zusammengezogen.F i g. 4 a shows the shape of the locking lock 11 in the idle state. The lock puts one on two opposite points is cut through ring, which consists of magnetically conductive material. The diameter of the ring corresponds to the diameter of the anchor so that it can pass through it can. Once the anchor has passed through it, the two halves of the ring become contracted behind the armature under the force of the magnetic field.

Wie F i g. 4 b zeigt, kann der Anker trotz der Feder nicht mehr zurückschnellen, da sein Durchjeden Anspruches, also
seiner Rückbeziehung.Like F i g. 4 b shows, the anchor can no longer snap back despite the spring, since its by each claim, so
his back relationship.

einschließlichincluding

Claims

Patent claims:

1. Impulse electromagnet with energy storage and damping device for actuation of electrical switches by means of force pulses of longer duration, characterized in that that a transmission bracket (8) absorbing the switching force via an interposed, in the switched-off state non-storing energy storage device (9) is connected to the armature (2) of the electromagnet that the Armature (2) in its end position caused by the excitation by a locking member (11) is held, which can be unlocked by means of an unlocking member (7), which, in a form-fitting Connection to the transmission bracket (8) and one of its movement in the direction of the locking member decelerating damping device (6), by the force of the energy store (6) in the direction of the lock (11) of the armature (2) is designed to be movable.

2. Magnet according to claim 1, characterized in that the lock consists of a resilient Link is that when reaching the final working stroke position of the armature behind this (or in a recess of the same) and an automatic retraction of the armature prevented.

3. Magnet according to claim 1, characterized in that the lock consists of a springless There is a link that takes effect when the anchor reaches its final working position of the magnetic field of the field of the impulse electromagnet behind the armature or in a recess of the same is drawn and prevents backward movement of the armature.

4. Magnet according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic member is attached to the end of the rod facing away from the anchor such that it is mainly subjected to pressure during the working stroke of the armature, then automatically under the effect of the stored pressure force the follower element in the end position presses and after automatic release of the lock under the further effect of this force (spring expansion) or under the Effect of the reaction force the magnet and the follower element automatically in opposite directions Pulls towards the starting position.

5. Magnet according to one of the preceding claims, characterized in that the Locking made of an expanding conically widening towards the side of the trailing element

There is ble ring, the diameter of which is such that the armature drive through it and can then be locked while the ring is spread so far from the trailing element that this is under the reaction force of the elastic member - preferably a coil spring - can move back to the starting position together with the anchor.

6. Magnet according to one of the preceding claims, characterized in that also the end face of the trailing element is conical.

7. Magnet according to one of the preceding claims, characterized in that for Damping an air damping piston is provided.

For this purpose 2 sheets of drawings